R語言

語言學與R語言的碰撞

Xu & Yang

PhoneticSan

學習參考

Discovering Statistics Using R

Statistics for Linguistics with R

How to Do Linguistics with R

R in Action

Analyzing Linguistic Data

R Graphics Cookbook

··· ···

Recap

可以使用plot( )函數進行基礎的制圖。

調用ggplot2包可以使用ggplot( )函數進行數據可視化，函數的基本原理是多個圖層的疊加，使用+可以不斷疊加需要的圖層。

使用facet_grid( )和facet_wrap( )函數可以將數據分組可視化，以便更直觀地觀察繁多的數據。

R: The R Project for Statistical Computing

https://www.r-project.org/

IDE:

https://rstudio.com/

注：本文參考R Graphics Cookbook一書第五章與Discovering Statistics Using R第四章第五節

R Project

Linguistics

1

?散點圖概述

對于散點圖我們并不陌生，在Excel中我們也經?？吹剿纳碛?。在上一篇可視化初階的文章中，我們看到使用geom_point( )函數就可以指定成為散點圖了。為了方便起見，我們使用gcookbook包中的數據來做一次最基本的散點圖。如果沒有安裝過這個包，請記得使用intall.packages( )函數安裝，然后使用library( )函數加載gcookbook和ggplot2兩個包。下面我們要畫的是heightweight中的數據。為了方便操作，我們可以使用summary( )函數先看看這個數據里都有什么內容?？梢钥吹嚼锩嬗羞@樣幾項：性別、年、月、身高、體重。我們先以ageYear和heightIn為例畫散點圖。

運行結果

我們使用上一篇所提到的ggplot函數來進行數據可視化操作。首先，我們告訴ggplot( )函數要畫圖的數據源，然后在aes( )中設定好我們的x軸和y軸，最后在疊加一個散點圖層，這樣就完成散點圖的基本操作了。

基本的散點圖

根據之前提到的，很多時候我們的數據想要展示眾多內容，比如，我想在一個數據圖里既展示性別，又展示年份增長的身高，這時候，我們可以使用不同的形狀和顏色來進行區分。比如我們以顏色進行性別區分，那么保證數據中“性別”數據是以factor形式存在的，然后我們直接加入color=sex即可，也就是把分顏色的任務交給R去做，運行結果如下。當然，你也可以使用shape=sex用形狀進行區分，運行結果你可以自己試一試。

性別分組散點圖

這時候有的人就會想法更大了：你看這個heightweight數據中，既然有身高和體重，如果我想有性別分組的時候，還加入體重，該怎么辦呢？其實很簡單，我們回顧一下ggplot( )函數中我們可以選擇的圖形對象，有線條、大小、形狀等等，我們不妨使用size來實驗一下，可以看到，橫坐標是ageYear，縱坐標是heightIn，我們以顏色區分了性別，大小區分了體重。

顏色區分性別，大小區分體重

或者，我覺得這樣不好看，我用形狀來區分性別，用顏色深淺來區分不同的體重，我們可以看到，R會自動幫我們進行顏色深淺的標示體重，具體運行結果如下所示。

形狀區分性別，顏色區分體重

不過，這樣看起來不太美觀，我們見到很多圖都是看起來美美的，略帶透明感的圖標，能不能實現？當然可以，而且實現起來很方便。我們又要回到上一篇中提到的眾多圖形參數中，有一個參數你肯定很奇怪：alpha，這是調整圖形透明度的，范圍是[0,1]，加入這個我們就可以看到它的透明度發生了變化。

調整透明度

在散點圖中，還有很多屬性還沒有挖掘到，我們日后會慢慢介紹更多的散點圖操作，如添加回歸曲線，添加置信區間等等，這些操作都是在這些美化基礎之上得到的。因此，我們要把這些散點圖最基本的元素牢牢記住。

R Project

Linguistics

2

?聲學元音圖

在語音的元音研究中，最常見的一個圖就是聲學元音圖，它的橫縱坐標分別表示了F1和F2的數值，從而更加清晰地表明該語言元音的大體分布。其實我們仔細掰開來想，聲學元音圖本質上是調換了坐標軸方向的散點圖，因此我們可以使用ggplot( )函數中的散點圖寫出腳本，輕松地繪制出我們所需要的聲學元音圖，不必每次都打開Excel和畫圖一點點繪制。

林茂燦(2005) 漢語語音研究的幾個問題

首先，我們先“搞到”一些元音的共振峰數據，此處我們使用了六個元音的F1和F2數值，一共有三列數據：元音、F1、F2。在載入數據前，務必記得載入ggplot2包，這樣我們才能使用ggplot( )函數。

元音原始數據

下面我們就可以準備開始畫圖了。首先，我們需要確定好橫縱坐標。根據我們之前看到的聲學元音圖，可以發現橫坐標是F2，縱坐標是F1，我們可以使用不同形狀或顏色來表示不同的元音，那么運行結果如下圖所示。

散點圖初步設置

可以很清楚地看到，這和我們傳統上的聲學元音圖不一樣，因為我們習慣性用左上角來標示/i/，從而體現它舌位前和高的特性，那么我們需要把這個坐標軸進行調換，調換所使用的函數名也很簡單，分別是scale_x_reverse( )和scale_y_reverse( )函數，括號內表明調換的位置，比如我們這里需要把橫坐標放到上邊，縱坐標放到右邊，這樣我們就可以得到這樣的圖形了。

調換后的聲學元音圖

調換完后，其實這個圖已經比較接近了。但是，我不想讓點成為我的標簽，或者形狀成為標簽，我想直接使用對應的元音音標成為標簽可以嗎？當然可以。在上一篇我們介紹不同的圖形對象的時候，有一個geom_text( )函數，它可以實現用文本來標示我們需要的內容。那么，我們把geom_point( )函數替換為geom_text( )，同時我們需要告訴這個函數我們的標簽(label)是什么，因此我們在aes( )函數中，表明我們的label來源于我們數據中vowel這一列。同時，我們既然已經用音標來表示數據了，我們可以添加theme( )函數來隱藏掉旁邊的那個煩人的數據標簽，具體代碼為theme(legend.position="none")即可，那么運行結果就比較好看了。

直接使用音標表示數據

最后，我們再畫上表示這個音標范圍，也就是那個橢圓來表示置信水平，我們使用stat_ellipse( )函數即可，什么參數也不設置的話，就是用實線來圈起來，我們可以設置線型(linetype)，也可以設置填充色(填充色以標簽為準，那么fill=vowel)等等，最終我們可以得到完整的聲學元音圖。保存我們寫好的腳本，以后再進行聲學元音圖的繪制，直接導入數據，點擊運行就可以實現了。

—END—

排版：Xu & Yang

總結

以上是生活随笔為你收集整理的r语言散点图_R语言 | 散点图入门：以声学元音图为例的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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